CN114131019A - 一种低成本制备注射成形用复合模具的方法 - Google Patents

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Abstract

一种低成本制备注射成形用复合模具的方法，属于注射成形领域。本发明中的复合模具由模架与内模构成，模架为钢材料，内模为高强度耐热树脂、塑料或橡胶材料，通过机加工制备模架结构，而内模的模芯和模腔是采用浇注成形、机械加工或3D打印的方式制得，通过卡榫结构将模架和内模装配获得所需的复合模具。本发明提出以高强度耐热塑基材料为内模，模架材料仍选用可重复利用的钢材料，更换不同形状的模具时只需更换内模即可，操作简单、方便，不需要将整套笨重的钢质模具全部拆卸下来即可实现模具的更换，并且内模材料较传统钢材成本低、易加工，具有开模成本低、工艺简单，流程短，适用性强等优点。

Description

一种低成本制备注射成形用复合模具的方法
技术领域
本发明属于注射成形领域，提供了一种低成本制备注射成形用复合模具的方法。
背景技术
粉末注射成形是将注射用喂料在加热料筒中塑化后，由柱塞或往复螺杆注射到闭合模具的模腔中形成制品的加工方法，能加工外形复杂、尺寸精确或带嵌件的制品，生产效率高。相对于传统加工工艺，如锻造、铸造和机加工等，粉末注射成形技术优势明显，合金成分均匀，原料利用率高、大批量形状复杂零件生产能力强，大大推动复杂形状零部件的工业化生产和应用。
目前，注射成形用模具是通过机加工工具钢获得各种不同复杂形状的内腔结构，存在流程长、成本高(1～10万/套)等特点，每开发一种注射产品就需要单独加工一套模具，不易验证，不同形状模具无法适配或改造以用于另一形状的产品生产，造成成本剧烈增加，这在注射成形生产过程中是不容忽视的一大笔成本。因此，如果能实现注射模具的快速设计且低成本制备，将对注射成形产业产生巨大的推动作用。
发明内容
本发明的目的在于提出了一种低成本制备注射成形用复合模具的方法，传统注射模具通过机加工钢基材料获得，流程长、成本高，本发明利用钢基材料为模架，高强度耐热树脂、塑料或橡胶材料为内模，并通过浇注成形、机械加工或3D打印的方式获得型腔具有复杂形状的内膜，再将模架与内模通过卡榫结构组装获得型腔具有复杂形状的复合模具，模架可重复利用，只需要更换内模即可获得不同形状尺寸的复合模具，并且内模以高强度耐热树脂、塑料或橡胶材料为材质，通过浇注成形、机械加工或3D打印等方式均可获得，由于高强度耐热内模材料较传统钢材成本低、易加工、成型快，具有开模成本低、容易替换的优点，整体制备工艺简单，流程短，适用性强，适合形状复杂零件模具的低成本工业生产。
为了获得上述的一种低成本制备注射成形用复合模具的方法，其特征在于，具体制备步骤如下：
(1)按照目标形状设计注射成形用复合模具，其由模架与内模构成，其中，模架包括模架主体、锁模装置、定位装置、拉出装置、顶出装置；内模包括模芯和模腔。模架材质为合金工具钢，包括调质45钢、Q235钢或淬火Cr12钢；内模为高强度耐热树脂、塑料或橡胶材料，包括聚乙烯树脂、聚酯类树脂、环氧树脂、光敏树脂、改性橡胶或PLA塑料。
(2)通过机加工制备步骤(1)中所述模架的各个组件。
(3)按照注射零部件的形状设计注射成形用模具结构图，并根据收缩比将模具结构图按照比例放大，再采用浇注成形、机械加工或3D打印的方式制得内模的模芯和模腔，并将模具内表面打磨光滑，表面粗糙度≤1.0μm。
(4)将步骤(2)中的模架和步骤(3)中的内模进行组装，得到注射成形用复合模具。
进一步地，步骤(1)中所述模架主体包括隔块、前模腔板、后模芯板、支撑板；锁模装置包括后锁模板、前锁模板；定位装置包括定位环、浇道衬套和导杆；拉出装置包括浇道拉出杆和浇道挡板；顶出装置包括顶出板和回杆；内模模芯与模腔之间留有浇道，模腔设有浇口；所述模具的模架与内模通过卡榫结构实现装配与拆卸。
进一步地，步骤(3)中所述的比例按照注射成形件烧结收缩比来放大，目标模具尺寸放大1.1～1.2倍。
进一步地，步骤(4)中所述的复合模具通过螺丝固定在注射成形机上，并与模温机连接，通过设置注射参数，将注射喂料注射进入至复合模具型腔内，以获得各种复杂形状的注射坯体。
本发明的技术关键点在于：(1)复合模具创新性地以高强度耐热塑基材料为内模，模架材料仍选用可重复利用的钢材料，更换不同形状的模具时只需更换内模即可，操作简单、方便，不需要将整套笨重的钢质模具全部拆卸下来即可实现模具的更换，并且内模材料较传统钢材成本低、易加工，具有开模成本低、容易替换的优点；(2)采用浇注成形、机械加工或3D打印的方式制备具有复杂型腔结构的内模，设计自由灵活，成型快；(3)内模内表面粗糙度≤1.0μm，是经过大量实验验证得到的，可以保证注射成形获得的坯体具有高的表面质量，并不会影响后续零部件生产出来的产品质量。
本发明的优点：
1、利用高强度耐热树脂、塑料或橡胶材料制作复合模具的内模，加工简单，制造成本低，单次每套模具的开模费用由原来的1～10万元降至千元内，开模费用大幅度降低。
2、该方法制备工艺简单，流程短，适用性强，适用于高精度开发不同种类的注射成形产品，不必受限于昂贵的开模费用。
3、模具更换成本低，操作方便，不必将繁重的钢质模具全部拆卸下来，仅需通过卡榫结构拆卸并更换内模，即可实现另一形状的模具装配，弥补了当前注射成形生产需大批量生产盈利才能补足成本的短板。
附图说明：
图1是本发明中注射成形用复合模具结构示意图；
图2是本发明中模架与内模装配结构示意图。
附图标记说明：隔块1、前模腔板2、后模芯板3、支撑板图4、后锁模板5、前锁模板6、定位环7、浇道衬套8、导杆9、浇道拉出杆10、浇道挡板11、顶出板12、回杆13、模芯14、模腔15、浇道16、浇口17。
具体实施方式
实施例1：
一种低成本制备注射成形用复合模具的方法，具体制备步骤如下：
(1)按照目标形状设计注射成形用模具，模具由模架和内模组成，模架选用Q235钢，内模选用聚乙烯树脂。
(2)将Q235钢通过机加工制得模架的各个组件，如图1所示。
(3)按照注射零部件的形状设计注射成形用模具结构图，如图2所示，按照收缩比1.165将模具结构图放大，再通过机械加工的方式制备内模的模芯和模腔，将模具内表面打磨光滑，表面粗糙度为0.5μm。
(4)将模架和内模通过卡榫结构进行组装，得到注射成形用复合模具。
(5)将复合模具装备在注射机上，调控注射成形参数，将316L不锈钢喂料进行注射，注入复合模具内，获得复杂形状的注射坯体，随后进行酸脱、脱脂、烧结，以获得所需的注射成形316L零部件产品。
实施例2：
一种低成本制备注射成形用复合模具的方法，具体制备步骤如下：
(1)按照目标形状设计注射成形用模具，模具由模架和内模组成，模架选用调质45钢，内模选用光敏注射。
(2)将调质45钢通过机加工制得模架的各个组件，如图1所示。
(3)按照注射零部件的形状设计注射成形用模具结构图，如图2所示，按照收缩比1.18将模具结构图放大，再通过光固化3D打印的方式制备内模的模芯和模腔，将模具内表面打磨光滑，表面粗糙度为0.2μm。
(4)将模架和内模通过卡榫结构进行组装，得到注射成形用复合模具。
(5)将复合模具装备在注射机上，调控注射成形参数，将TC4钛合金喂料进行注射，注入复合模具内，获得复杂形状的注射坯体，随后进行酸脱、脱脂、烧结，以获得所需的注射成形钛合金零部件产品。

Claims (4)

1.一种低成本制备注射成形用复合模具的方法，其特征在于，具体制备步骤如下：
(1)按照目标形状设计注射成形用复合模具，由模架与内模构成，其中，模架包括模架主体、锁模装置、定位装置、拉出装置、顶出装置；内模包括模芯和模腔；模架材质为合金工具钢，包括调质45钢、Q235钢或淬火Cr12钢；内模为高强度耐热树脂、塑料或橡胶材料，包括聚乙烯树脂、聚酯类树脂、环氧树脂、光敏树脂、改性橡胶或PLA塑料；
(2)通过机加工制备步骤(1)中所述模架的各个组件；
(3)按照注射零部件的形状设计注射成形用模具结构图，并根据收缩比将模具结构图按照比例放大，再采用浇注成形、机械加工或3D打印的方式制得内模的模芯和模腔，并将模具内表面打磨光滑，表面粗糙度≤1.0μm；
(4)将步骤(2)中的模架和步骤(3)中的内模进行组装，得到注射成形用复合模具。
2.根据权利要求1所述的一种低成本制备注射成形用复合模具的方法，其特征在于：步骤(1)中所述模架主体包括隔块、前模腔板、后模芯板、支撑板；锁模装置包括后锁模板、前锁模板；定位装置包括定位环、浇道衬套和导杆；拉出装置包括浇道拉出杆和浇道挡板；顶出装置包括顶出板和回杆；内模模芯与模腔之间留有浇道，模腔设有浇口；所述模具的模架与内模通过卡榫结构实现装配与拆卸。
3.根据权利要求1所述的一种低成本制备注射成形用复合模具的方法，其特征在于：步骤(3)中所述的比例按照注射成形件烧结收缩比来放大，目标模具尺寸放大1.1～1.2倍。
4.根据权利要求1所述的一种低成本制备注射成形用复合模具的方法，其特征在于：步骤(4)中所述的复合模具通过螺丝固定在注射成形机上，并与模温机连接，通过设置注射参数，将注射喂料注射进入至复合模具型腔内，以获得各种复杂形状的注射坯体。
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07304057A (ja) * 1994-05-13 1995-11-21 Toyo Mach & Metal Co Ltd 消失性中子を用いた射出成形方法
US5976457A (en) * 1997-08-19 1999-11-02 Amaya; Herman E. Method for fabrication of molds and mold components
CN101224983A (zh) * 2008-01-25 2008-07-23 北京科技大学 一种预还原硬磁铁氧体陶瓷部件凝胶注模成形方法
JP2010221654A (ja) * 2009-03-25 2010-10-07 Tokuyama Corp 粉末射出成形法及び該方法に用いる射出成形金型
CN102717081A (zh) * 2012-06-20 2012-10-10 北京科技大学 一种用粉末微注射成形方法制备微型模具的方法
CN103240418A (zh) * 2013-05-23 2013-08-14 北京科技大学 一种具有中空内部结构增压涡轮的近终成形方法
CN103801696A (zh) * 2014-02-11 2014-05-21 北京科技大学 一种利用3d打印模具制备粉末冶金复杂形状零件的方法
CN207563741U (zh) * 2017-10-10 2018-07-03 顺德职业技术学院 金属零件快速模具注射成型设备
JP2018130935A (ja) * 2017-02-17 2018-08-23 キヤノン株式会社 射出成形型、射出成形型の製造方法、および歯車の製造方法
CN112895238A (zh) * 2020-12-23 2021-06-04 北京科技大学广州新材料研究院 一种近净成形空心金属结构件的方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07304057A (ja) * 1994-05-13 1995-11-21 Toyo Mach & Metal Co Ltd 消失性中子を用いた射出成形方法
US5976457A (en) * 1997-08-19 1999-11-02 Amaya; Herman E. Method for fabrication of molds and mold components
CN101224983A (zh) * 2008-01-25 2008-07-23 北京科技大学 一种预还原硬磁铁氧体陶瓷部件凝胶注模成形方法
JP2010221654A (ja) * 2009-03-25 2010-10-07 Tokuyama Corp 粉末射出成形法及び該方法に用いる射出成形金型
CN102717081A (zh) * 2012-06-20 2012-10-10 北京科技大学 一种用粉末微注射成形方法制备微型模具的方法
CN103240418A (zh) * 2013-05-23 2013-08-14 北京科技大学 一种具有中空内部结构增压涡轮的近终成形方法
CN103801696A (zh) * 2014-02-11 2014-05-21 北京科技大学 一种利用3d打印模具制备粉末冶金复杂形状零件的方法
JP2018130935A (ja) * 2017-02-17 2018-08-23 キヤノン株式会社 射出成形型、射出成形型の製造方法、および歯車の製造方法
CN207563741U (zh) * 2017-10-10 2018-07-03 顺德职业技术学院 金属零件快速模具注射成型设备
CN112895238A (zh) * 2020-12-23 2021-06-04 北京科技大学广州新材料研究院 一种近净成形空心金属结构件的方法

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